Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lmhmfgima Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lmhmfgima 39821
 Description: A homomorphism maps finitely generated submodules to finitely generated submodules. (Contributed by Stefan O'Rear, 24-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
lmhmfgima.y 𝑌 = (𝑇s (𝐹𝐴))
lmhmfgima.x 𝑋 = (𝑆s 𝐴)
lmhmfgima.u 𝑈 = (LSubSp‘𝑆)
lmhmfgima.xf (𝜑𝑋 ∈ LFinGen)
lmhmfgima.a (𝜑𝐴𝑈)
lmhmfgima.f (𝜑𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
Assertion
Ref Expression
lmhmfgima (𝜑𝑌 ∈ LFinGen)

Proof of Theorem lmhmfgima
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lmhmfgima.y . 2 𝑌 = (𝑇s (𝐹𝐴))
2 lmhmfgima.xf . . . 4 (𝜑𝑋 ∈ LFinGen)
3 lmhmfgima.f . . . . . 6 (𝜑𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
4 lmhmlmod1 19781 . . . . . 6 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝑆 ∈ LMod)
53, 4syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑆 ∈ LMod)
6 lmhmfgima.a . . . . 5 (𝜑𝐴𝑈)
7 lmhmfgima.x . . . . . 6 𝑋 = (𝑆s 𝐴)
8 lmhmfgima.u . . . . . 6 𝑈 = (LSubSp‘𝑆)
9 eqid 2820 . . . . . 6 (LSpan‘𝑆) = (LSpan‘𝑆)
10 eqid 2820 . . . . . 6 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
117, 8, 9, 10islssfg2 39808 . . . . 5 ((𝑆 ∈ LMod ∧ 𝐴𝑈) → (𝑋 ∈ LFinGen ↔ ∃𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)((LSpan‘𝑆)‘𝑥) = 𝐴))
125, 6, 11syl2anc 586 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 ∈ LFinGen ↔ ∃𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)((LSpan‘𝑆)‘𝑥) = 𝐴))
132, 12mpbid 234 . . 3 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)((LSpan‘𝑆)‘𝑥) = 𝐴)
14 inss1 4183 . . . . . . . . . 10 (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin) ⊆ 𝒫 (Base‘𝑆)
1514sseli 3942 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin) → 𝑥 ∈ 𝒫 (Base‘𝑆))
1615elpwid 4526 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin) → 𝑥 ⊆ (Base‘𝑆))
17 eqid 2820 . . . . . . . . 9 (LSpan‘𝑇) = (LSpan‘𝑇)
1810, 9, 17lmhmlsp 19797 . . . . . . . 8 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑥 ⊆ (Base‘𝑆)) → (𝐹 “ ((LSpan‘𝑆)‘𝑥)) = ((LSpan‘𝑇)‘(𝐹𝑥)))
193, 16, 18syl2an 597 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → (𝐹 “ ((LSpan‘𝑆)‘𝑥)) = ((LSpan‘𝑇)‘(𝐹𝑥)))
2019oveq2d 7149 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → (𝑇s (𝐹 “ ((LSpan‘𝑆)‘𝑥))) = (𝑇s ((LSpan‘𝑇)‘(𝐹𝑥))))
21 lmhmlmod2 19780 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝑇 ∈ LMod)
223, 21syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑇 ∈ LMod)
2322adantr 483 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → 𝑇 ∈ LMod)
24 imassrn 5916 . . . . . . . . 9 (𝐹𝑥) ⊆ ran 𝐹
25 eqid 2820 . . . . . . . . . . . 12 (Base‘𝑇) = (Base‘𝑇)
2610, 25lmhmf 19782 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝐹:(Base‘𝑆)⟶(Base‘𝑇))
273, 26syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐹:(Base‘𝑆)⟶(Base‘𝑇))
2827frnd 6497 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ran 𝐹 ⊆ (Base‘𝑇))
2924, 28sstrid 3957 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐹𝑥) ⊆ (Base‘𝑇))
3029adantr 483 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → (𝐹𝑥) ⊆ (Base‘𝑇))
31 inss2 4184 . . . . . . . . . 10 (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin) ⊆ Fin
3231sseli 3942 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin) → 𝑥 ∈ Fin)
3332adantl 484 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → 𝑥 ∈ Fin)
3427ffund 6494 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → Fun 𝐹)
3534adantr 483 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → Fun 𝐹)
3616adantl 484 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → 𝑥 ⊆ (Base‘𝑆))
3727fdmd 6499 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → dom 𝐹 = (Base‘𝑆))
3837adantr 483 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → dom 𝐹 = (Base‘𝑆))
3936, 38sseqtrrd 3987 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → 𝑥 ⊆ dom 𝐹)
40 fores 6576 . . . . . . . . 9 ((Fun 𝐹𝑥 ⊆ dom 𝐹) → (𝐹𝑥):𝑥onto→(𝐹𝑥))
4135, 39, 40syl2anc 586 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → (𝐹𝑥):𝑥onto→(𝐹𝑥))
42 fofi 8788 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ Fin ∧ (𝐹𝑥):𝑥onto→(𝐹𝑥)) → (𝐹𝑥) ∈ Fin)
4333, 41, 42syl2anc 586 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → (𝐹𝑥) ∈ Fin)
44 eqid 2820 . . . . . . . 8 (𝑇s ((LSpan‘𝑇)‘(𝐹𝑥))) = (𝑇s ((LSpan‘𝑇)‘(𝐹𝑥)))
4517, 25, 44islssfgi 39809 . . . . . . 7 ((𝑇 ∈ LMod ∧ (𝐹𝑥) ⊆ (Base‘𝑇) ∧ (𝐹𝑥) ∈ Fin) → (𝑇s ((LSpan‘𝑇)‘(𝐹𝑥))) ∈ LFinGen)
4623, 30, 43, 45syl3anc 1367 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → (𝑇s ((LSpan‘𝑇)‘(𝐹𝑥))) ∈ LFinGen)
4720, 46eqeltrd 2911 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → (𝑇s (𝐹 “ ((LSpan‘𝑆)‘𝑥))) ∈ LFinGen)
48 imaeq2 5901 . . . . . . 7 (((LSpan‘𝑆)‘𝑥) = 𝐴 → (𝐹 “ ((LSpan‘𝑆)‘𝑥)) = (𝐹𝐴))
4948oveq2d 7149 . . . . . 6 (((LSpan‘𝑆)‘𝑥) = 𝐴 → (𝑇s (𝐹 “ ((LSpan‘𝑆)‘𝑥))) = (𝑇s (𝐹𝐴)))
5049eleq1d 2895 . . . . 5 (((LSpan‘𝑆)‘𝑥) = 𝐴 → ((𝑇s (𝐹 “ ((LSpan‘𝑆)‘𝑥))) ∈ LFinGen ↔ (𝑇s (𝐹𝐴)) ∈ LFinGen))
5147, 50syl5ibcom 247 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)) → (((LSpan‘𝑆)‘𝑥) = 𝐴 → (𝑇s (𝐹𝐴)) ∈ LFinGen))
5251rexlimdva 3271 . . 3 (𝜑 → (∃𝑥 ∈ (𝒫 (Base‘𝑆) ∩ Fin)((LSpan‘𝑆)‘𝑥) = 𝐴 → (𝑇s (𝐹𝐴)) ∈ LFinGen))
5313, 52mpd 15 . 2 (𝜑 → (𝑇s (𝐹𝐴)) ∈ LFinGen)
541, 53eqeltrid 2915 1 (𝜑𝑌 ∈ LFinGen)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114  ∃wrex 3126   ∩ cin 3912   ⊆ wss 3913  𝒫 cpw 4515  dom cdm 5531  ran crn 5532   ↾ cres 5533   “ cima 5534  Fun wfun 6325  ⟶wf 6327  –onto→wfo 6329  ‘cfv 6331  (class class class)co 7133  Fincfn 8487  Basecbs 16462   ↾s cress 16463  LModclmod 19610  LSubSpclss 19679  LSpanclspn 19719   LMHom clmhm 19767  LFinGenclfig 39804 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2792  ax-rep 5166  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5242  ax-pr 5306  ax-un 7439  ax-cnex 10571  ax-resscn 10572  ax-1cn 10573  ax-icn 10574  ax-addcl 10575  ax-addrcl 10576  ax-mulcl 10577  ax-mulrcl 10578  ax-mulcom 10579  ax-addass 10580  ax-mulass 10581  ax-distr 10582  ax-i2m1 10583  ax-1ne0 10584  ax-1rid 10585  ax-rnegex 10586  ax-rrecex 10587  ax-cnre 10588  ax-pre-lttri 10589  ax-pre-lttrn 10590  ax-pre-ltadd 10591  ax-pre-mulgt0 10592 This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2799  df-cleq 2813  df-clel 2891  df-nfc 2959  df-ne 3007  df-nel 3111  df-ral 3130  df-rex 3131  df-reu 3132  df-rmo 3133  df-rab 3134  df-v 3475  df-sbc 3753  df-csb 3861  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3932  df-nul 4270  df-if 4444  df-pw 4517  df-sn 4544  df-pr 4546  df-tp 4548  df-op 4550  df-uni 4815  df-int 4853  df-iun 4897  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-tr 5149  df-id 5436  df-eprel 5441  df-po 5450  df-so 5451  df-fr 5490  df-we 5492  df-xp 5537  df-rel 5538  df-cnv 5539  df-co 5540  df-dm 5541  df-rn 5542  df-res 5543  df-ima 5544  df-pred 6124  df-ord 6170  df-on 6171  df-lim 6172  df-suc 6173  df-iota 6290  df-fun 6333  df-fn 6334  df-f 6335  df-f1 6336  df-fo 6337  df-f1o 6338  df-fv 6339  df-riota 7091  df-ov 7136  df-oprab 7137  df-mpo 7138  df-om 7559  df-1st 7667  df-2nd 7668  df-wrecs 7925  df-recs 7986  df-rdg 8024  df-1o 8080  df-er 8267  df-en 8488  df-dom 8489  df-sdom 8490  df-fin 8491  df-pnf 10655  df-mnf 10656  df-xr 10657  df-ltxr 10658  df-le 10659  df-sub 10850  df-neg 10851  df-nn 11617  df-2 11679  df-3 11680  df-4 11681  df-5 11682  df-6 11683  df-ndx 16465  df-slot 16466  df-base 16468  df-sets 16469  df-ress 16470  df-plusg 16557  df-sca 16560  df-vsca 16561  df-0g 16694  df-mgm 17831  df-sgrp 17880  df-mnd 17891  df-grp 18085  df-minusg 18086  df-sbg 18087  df-subg 18255  df-ghm 18335  df-mgp 19219  df-ur 19231  df-ring 19278  df-lmod 19612  df-lss 19680  df-lsp 19720  df-lmhm 19770  df-lfig 39805 This theorem is referenced by:  lnmepi  39822
 Copyright terms: Public domain W3C validator